Yếu tố cơ bản của việc nghiên cứu số lượng lớn các ngành khoa học tự nhiên là vật chất. Trong bài này, chúng ta sẽ xem xét khái niệm, các loại vật chất, các dạng chuyển động và tính chất của nó.
Vấn đề là gì?
Trong nhiều thế kỷ, khái niệm về vật chất đã thay đổi và được cải thiện. Do đó, nhà triết học Hy Lạp cổ đại Plato đã coi nó như lớp nền của sự vật, phản đối ý tưởng của họ. Aristotle nói rằng nó là thứ vĩnh cửu không thể được tạo ra cũng như không bị phá hủy. Sau đó, các nhà triết học Democritus và Leucippus đã định nghĩa vật chất là một loại chất cơ bản tạo nên tất cả các cơ thể trong thế giới của chúng ta và trong Vũ trụ.
Khái niệm hiện đại về vật chất do V. I. Lênin đưa ra, theo đó nó là một phạm trù khách quan độc lập và độc lập được thể hiện bằng nhận thức, cảm giác của con người, nó cũng có thể được sao chép và chụp ảnh.
Thuộc tính của Vật chất
Đặc điểm chính của vật chất là ba đặc điểm:
- Không gian.
- Thời gian.
- Phong trào.
Hai cái đầu tiên khác nhau về đặc tính đo lường, tức là chúng có thể được đo định lượng bằng các dụng cụ đặc biệt. Không gian được đotính bằng mét và các dẫn xuất của nó, và thời gian tính bằng giờ, phút, giây, cũng như ngày, tháng, năm, v.v … Thời gian còn có một tính chất khác, không kém phần quan trọng - không thể thay đổi. Không thể quay lại mốc thời gian ban đầu nào, vectơ thời gian luôn có hướng một chiều và chuyển động từ quá khứ đến tương lai. Không giống như thời gian, không gian là một khái niệm phức tạp hơn và có kích thước ba chiều (chiều cao, chiều dài, chiều rộng). Do đó, tất cả các loại vật chất đều có thể di chuyển trong không gian trong một khoảng thời gian nhất định.
Các dạng chuyển động của vật chất
Mọi thứ xung quanh chúng ta đều di chuyển trong không gian và tương tác với nhau. Chuyển động xảy ra liên tục và là tính chất chính mà mọi loại vật chất đều có. Trong khi đó, quá trình này có thể tiến hành không chỉ trong quá trình tương tác của một số đối tượng, mà còn trong bản thân chất, gây ra các biến đổi của nó. Các dạng chuyển động sau của vật chất được phân biệt:
Cơ học là chuyển động của các vật thể trong không gian (quả táo rơi khỏi cành, con thỏ đang chạy)
- Thể chất - xảy ra khi cơ thể thay đổi các đặc điểm của nó (ví dụ, trạng thái tập hợp). Ví dụ: tuyết tan, nước bay hơi, v.v.
- Hóa chất - biến đổi thành phần hóa học của một chất (ăn mòn kim loại, oxy hóa glucose)
- Sinh học - diễn ra trong cơ thể sống và đặc trưng cho sự phát triển sinh dưỡng, quá trình trao đổi chất, sinh sản, v.v.
- Hình thức xã hội - quy trìnhtương tác xã hội: giao tiếp, tổ chức cuộc họp, bầu cử, v.v.
- Địa chất - đặc trưng cho chuyển động của vật chất trong vỏ trái đất và ruột của hành tinh: lõi, lớp phủ.
Tất cả các dạng vật chất trên đều có mối liên hệ với nhau, bổ sung và thay thế cho nhau. Chúng không thể tự tồn tại và không thể tự cung tự cấp.
Thuộc tính của vật chất
Khoa học cổ đại và hiện đại quy nhiều thuộc tính của vật chất. Phổ biến và rõ ràng nhất là chuyển động, nhưng có những tính chất phổ quát khác:
- Cô ấy không thể chữa trị và không thể phá hủy. Thuộc tính này có nghĩa là bất kỳ cơ thể hoặc vật chất nào tồn tại trong một thời gian, phát triển, không còn tồn tại như một vật thể ban đầu, tuy nhiên, vật chất không ngừng tồn tại mà chỉ đơn giản là biến thành các dạng khác.
- Cô ấy là vĩnh cửu và vô hạn trong không gian.
- Không ngừng chuyển động, biến đổi, sửa đổi.
- Tiền định, phụ thuộc vào các yếu tố phát sinh và nguyên nhân. Tính chất này là một kiểu giải thích về nguồn gốc của vật chất là hệ quả của một số hiện tượng.
Các loại vật chất cơ bản
Các nhà khoa học hiện đại phân biệt ba loại vật chất cơ bản:
- Chất có một khối lượng nhất định ở trạng thái nghỉ là loại phổ biến nhất. Nó có thể bao gồm các hạt, phân tử, nguyên tử, cũng như các hợp chất của chúng tạo thành một cơ thể vật chất.
- Trường vật chất là một chất vật chất đặc biệt, được thiết kế để đảm bảo sự tương tác của các đối tượng (chất).
- Chân không vật lý - là môi trường vật chất có mức năng lượng thấp nhất.
Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn từng loại.
Chất
Chất là một loại vật chất, thuộc tính chính của nó là tính rời rạc, tức là không liên tục, giới hạn. Cấu trúc của nó bao gồm các hạt nhỏ nhất ở dạng proton, electron và neutron tạo nên nguyên tử. Các nguyên tử kết hợp với nhau để tạo thành phân tử, tạo thành vật chất, từ đó tạo thành cơ thể vật chất hoặc chất lỏng.
Bất kỳ chất nào cũng có một số đặc điểm riêng biệt để phân biệt với các chất khác: khối lượng, khối lượng riêng, độ sôi và nhiệt độ nóng chảy, cấu trúc mạng tinh thể. Trong những điều kiện nhất định, các chất khác nhau có thể được kết hợp và trộn lẫn. Trong tự nhiên, chúng xảy ra ở ba trạng thái tập hợp: rắn, lỏng và khí. Trong trường hợp này, trạng thái tập hợp cụ thể chỉ tương ứng với các điều kiện về hàm lượng của chất và cường độ của tương tác phân tử, nhưng không phải là đặc tính riêng lẻ của nó. Vì vậy, nước ở các nhiệt độ khác nhau có thể ở dạng lỏng, rắn và khí.
Trường vật lý
Các loại vật chất cũng bao gồm một thành phần như trường vật chất. Nó là một loại hệ thống trong đó các cơ thể vật chất tương tác với nhau. Trường không phải là một đối tượng độc lập, mà là một vật mang các đặc tính cụ thể của các hạt hình thành nên nó. Do đó, động lượng được giải phóng từ một hạt, nhưng không bị hấp thụ bởi hạt khác, là một thuộc tínhcác lĩnh vực.
Trường vật chất là dạng vật chất phi vật thể thực sự có thuộc tính liên tục. Chúng có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau:
- Tùy thuộc vào điện tích hình thành, có: điện trường, từ trường và trọng trường.
- Theo bản chất chuyển động của các điện tích: trường động, thống kê (chứa các hạt mang điện đứng yên so với nhau).
- Theo bản chất vật lý: trường vĩ mô và vi mô (được tạo ra bởi sự chuyển động của các hạt mang điện riêng lẻ).
- Tùy thuộc vào môi trường tồn tại: bên ngoài (bao quanh các hạt mang điện), bên trong (trường bên trong vật chất), thực (tổng giá trị của trường bên ngoài và bên trong).
Chân không vật lý
Vào thế kỷ 20, thuật ngữ "chân không vật lý" xuất hiện trong vật lý học như một sự thỏa hiệp giữa các nhà duy vật và các nhà duy tâm để giải thích một số hiện tượng. Người đầu tiên quy các thuộc tính vật chất cho nó, trong khi người thứ hai cho rằng chân không không là gì khác ngoài sự trống rỗng. Vật lý hiện đại đã bác bỏ các phán đoán của các nhà duy tâm và chứng minh rằng chân không là một môi trường vật chất, còn được gọi là trường lượng tử. Số lượng các hạt trong nó bằng 0, tuy nhiên, điều này không ngăn cản sự xuất hiện ngắn hạn của các hạt trong các pha trung gian. Trong lý thuyết lượng tử, mức năng lượng của chân không vật lý có điều kiện được coi là cực tiểu, nghĩa là bằng không. Tuy nhiên, nó đã được thực nghiệm chứng minh rằng trường năng lượng có thể mang cả điện tích âm và điện tích dương. Có một giả thuyết rằngVũ trụ hình thành chính xác trong các điều kiện của một chân không vật lý kích thích.
Cấu trúc của chân không vật lý vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ, mặc dù nhiều đặc tính của nó đã được biết đến. Theo lý thuyết lỗ của Dirac, trường lượng tử bao gồm các lượng tử chuyển động với các điện tích giống hệt nhau, thành phần của bản thân các lượng tử vẫn chưa rõ ràng, các cụm trong số đó chuyển động dưới dạng các dòng sóng.
